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1kV电缆故障的诊断及定位
xiao_xiao1 发表于 2009/8/11 10:40:12 998 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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1.引言
电力电缆故障探测是多年来困扰供电部门正常供电的主要问题之一。其主要问题在于地埋电缆深埋地下，看不见，摸不着，使得故障点的寻找更加困难。查找一次电缆故障往往需要几天或十几天的时间。并且会造成难以估量的停电损失。特别是在城镇地区，受地面硬化及建筑物的影响使电缆故障的查找靠大面积开挖已不现实。这需要借助于电力电缆测试仪器来迅速查找出电缆的故障点并精确定位，及时排除故障，恢复正常供电。我单位于2002年4月购进了西安富博电子电器有限责任公司生产的YM2000BH电缆故障测试仪，为我们有效解决了这一生产难题。几年来共查找电缆故障62处，准确率达100％，首次定位准确率达94％。我在几年中的电缆故障查找中摸索出一套快捷有效的方法，现将方法论述如下。
2. 电缆故障的形成及类型
2.1电缆故障的形成
①施工破坏。地埋电缆故障的发生约80％是由土建施工破坏引起，其中只有20％能直接造成输电保护装置保护动作，并能直观发现故障点，而80％故障不会引起保护动作，时间短的几天，长至几个月，甚至1～2年才会暴露出问题，此时查找电缆故障需用电缆故障测试仪才能发现此类电缆故障点。
②中间电缆头制作工艺差。此类故障约占电缆故障的10％左右，现在电缆头联接多采用热缩材料，而烘烤不匀或烘烤过度，造成绝缘材料热缩不紧密或热熔过度，从而降低本身绝缘程度。
③电缆过载或偏相。电缆过负荷及偏相发热，引起电缆绝缘材料绝缘强度降低，也是造成电缆故障的一个原因。
④电缆老化。
⑤电缆质量差。
2.2电缆故障类型
①高阻故障。指电缆的绝缘电阻大于电缆的特性阻抗，由于常规电缆的特性阻抗较低，一般在30～70Ω之间，故而我们可以认为故障阻抗100Ω大于时，为高阻故障。这一点与我们常规的称呼是不一样的。
高阻故障的判定可以用数字万用表式或兆欧表来判定。用数字式万用表作为判定电缆故障更确切一些。
②接地故障。又称短路故障，指电缆的故障点的实际测量阻抗为0或小于10Ω以下的电缆故障，而一般情况下，完全接地故障比较少见。
接地故障可直接使用数字万用表进行测量。
③相间短路。此现象常见于低压电缆中，测量时表现为相间电阻为0或很小，可用万用表或兆欧表直接测出，用低压脉冲也可直接看到测量波形出现反向回波。
④开路故障。此类型故障多发生在电缆运行时，突然发生故障而造成电缆过流烧断、开路，测量时可能会出现短路或高阻故障现象。
开路故障判断的方法为：
·如果知道电缆的原始长度，在高阻情况下，用低压脉冲进行测量，测量出来的长度小于实际长度，可初步判断为电缆开路（正常情况下测量出来的为电缆的全长）。
·三相中如果有一相或两相的测量长度小于其它相测量长度，也可初步判断为电缆开路。
·如果在高压状态下，将电缆终端头短路，测量出来的波形为开路或高阻状态，也确定电缆开路。
3.电缆故障的检测及定位
3.1电缆故障检测
运用电缆故障测试仪可以对电缆的低阻、高阻、开路、短路、泄漏等电缆故障的测试（本篇主要讲述低压脉冲法）。将测试电缆直接连接到被测电缆（故障相）的端头上，经选择工作方式为低压脉冲――电缆介质――波形采样，可录取开路或高阻波形及短路或低阻电缆开路故障波形。电缆故障测试仪接线及波形如图1所示。
图1电缆故障测试仪接线及波形图
波形分析：左起第1个波形为发射波形，第2个波形为故障点反射波形，2个波形的起始端的间距为故障距离。若2个波形中间出现其它波形，则为中间接头或“T”形接头，它的幅度小于故障波形。
3.2电缆故障的定位
西安富博电子电器有限公司生产的YM2033电缆故障定点仪是运用地震波接收器接收由高压发生器通过球隙与故障点同步放电的原理来实现定位查找。地震波接收器用于接收电力电缆在放电过程中所产生的地震波信号，通过声音的大小精确确定电缆故障的精确位置。
电磁信号接收器用于接收故障电缆在放电过程中所产生的电磁信号，通过电磁信号的强弱和有无，以确定故障电缆是否放电，及粗略判断电缆的走向。
一般情况下，应将地震波接收器和电磁接收器配合使用，在电缆故障附近，沿电缆走向“S”形前进，每1～1.5m为1测点，注意辨听地震波大小及观察电磁信号的强弱。当电磁接收器收到电缆放电的电磁信号时，地震波接收器也同时收到地震波信号时，可判断故障点应在附近，一般距故障点2米左右才能接收到信号，此时应减小音量，在有地震波的范围内加密探点，以0.2米为1探点，仔细侦听，逐步缩小范围，直至找到声音最大点即为电缆故障点。如何正确判断故障点，故障点附近的放电声为沉闷的“咚、咚”声，而故障点的放电声为清脆的“当、当”声，如同金属的撞击声。通过长期实践，我们定位的故障点精度达到了与实际故障点地面误差不大于0.1米。道理虽然简单，但受客观因素的影响，能充分掌握此项技术并非易事，在实践中遇到了多点放电等多种疑难问题，其原因有：
①电缆多处受损，造成同时多处高压击穿放电；
②电缆故障点严重潮湿，在潮湿严重及电缆绝缘薄弱处放电。
3.3工程实例
2004年正月初八，康平小区1条210米?185铜芯电缆发生故障，造成4幢居民楼停电，用电缆故障测试仪进行初测，在无稳定波形显示的情况下，果断采取高压放电进行精测，仅用了40分钟，在电缆末端206米处发现故障点，经开挖诊断：是由1条电缆发生接地故障，故障点长时间发热引起的8条不同规格的电缆发生短路故障。
2005年4月28日，天运小区发生电缆故障，这是1起2条故障电缆并联串相供电又发生短路的故障。经他人诊断，挖了6个探坑仍不能精确定位。我们用了3个小时，就定位了这2条电缆的3个故障点。
4.结束语
本文介绍了1KV电缆故障点的查找方法，对提高配电电网的安全可靠性，提高故障抢修率，降低停电对生产、生活的不良影响，降低人工费用、材料费用，具有很好的社会效益及经济效益。